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1、隧道消防管道防漏防冻远程安全监测预警系统及安装方法提名者：山西交通控股集团有限公司提名意见：隧道消防管道渗漏水和冻裂情况时有发生，目前公路隧道消防管道主要靠人工巡检，随机性大，并在运营中存在以下问题：隧道消防系统在运营中，隧道内消防管道渗漏时，确定其渗漏点位置过程中资源浪费严重、安全风险大、效率低、维护成本高，严重影响了隧道交通秩序，同时也带来了隧道交通安全隐患和环境污染等问题；目前隧道消防管道防冻主要采用电伴热系统，当电伴热出现异常，加热电缆不工作或电伴热自带的温度检测失灵时，无法正常通过加热系统对消防管道进行防冻处理，且隧道管理站无法及时发现电伴热异常的问题。针对当前隧道消防系统存在的问题
2、，山西交通建设监理咨询集团有限公司开展了科技项目“隧道消防管道防漏防冻远程安全监测预警系统及安装方法”，本系统能替代传统的消防管道人工巡检，远程自动监测管道温湿度及漏水信息，对低温和渗水自动预警，对冰冻点和漏水点自动报警，并可自动记录、实时查询点位温湿度及漏水信息；本系统安装方法的应用，极大的简化了施工工艺，系统可在管道保温层施工结束以后进行安装，无需与管道安装作业交叉施工，极大的提升了施工效率和系统安装稳定度。系统报警信息可引导工作人员快速到达故障点进行抢修，大幅提升抢修效率，降低资源浪费和二次事故的风险提名该项目为山西省科学技术进步三等奖。项目简介项目属于交通工程领域，主要应用于隧道消防管
3、道防漏防冻远程监测管理领域，也可用于市政给排水、供暖等长管线存在渗漏防冻管理需求的领域。针对当前隧道消防系统存在的管理难题，本系统采用在消防管道的接口处、支管处、闸门处设置温湿度、漏水检测传感器并与隧道桩号位置对应编码的技术路线。传感器与分站连接，采用一线协议技术结构；分站与主站连接，采用总线技术结构；主站利用高速公路通信系统，采用MODBUS协议上传到隧管站的技术方案。在隧管站通过“消防管道防漏防冻远程监测安全预警系统”进行处理，对隧道消防管道存在的渗漏和温度异常问题及时预、报警，使管理人员做到对异常的准确定位、及时处理。通过改善优化施工工艺，进一步提升了施工效率和系统安装稳定度。本系统解决
4、了物联网通讯技术问题、温湿度漏水检测传感器一线通讯接口和协议技术问题、检测系统抗干扰能力技术问题、对防漏防冻采集信息进行智能判断预、报警技术问题和对隧道环境湿度高漏水检测技术问题。本项目的应用可以快速准确的定位故障点，及时抢修，降低巡检维修浪费。经测算，本项目应用可使消防管道巡检和抢修成本直接降低至传统方式的5%左右。本系统及安装方法实现了对隧道消防管道防漏防冻的智能远程检测预警，保证隧道消防管道正常使用的同时有效降低安全隐患和风险，能够以较低的费用取得较高的效益，有效提升了企业创新能力和市场竞争力，促进了行业技术进步，对隧道安全环保运营有较大的促进作用，对相关产业也具有积极的引领作用。隧道消
5、防管道防漏防冻安全预警设备自2016年开始在多条隧道进行点状实验，并在过程中结合实际情况不断优化，2018年底已达到理想的安装施工效率与预警监测效果，之后本系统及安装方法应用于长平高速虹梯关隧道、长临高速良马1号隧道、黄花岭隧道、盘秀山隧道等项目均取得了更为理想的效果，并于2019年被列入山西省隧道提质升级专项行动“四新应用”项目，取得了理想的管理效果，技术逐步完善成熟。客观评价1. 验收意见山西省住房和城乡建设厅聘请有关专家组成鉴定委员会，“隧道消防管道防漏防冻安全预警设备施工工法”进行了鉴定，经过听取汇报、审查资料、认真讨论后形成如下鉴定意见：课题组提供的技术资料齐全，内容完整，数据翔实，
6、符合鉴定评审要求；该技术工艺简单、操作简便、施工难度小、投入成本低、劳动强度小、施工周期短，易于掌握、推广、普及，有效避免了传统方法带来的重复劳动、路面污染、阻断交通和存在安全隐患的社会问题，具有良好的行业技术进步促进作用；该技术经多条隧道施工验证，均取得理想应用效果，创新性和实用性强，经济效益和社会效益显著，具有很高的应用价值和良好的推广前景；该项施工技术达到国内领先水平。2. 科技查新意见本项目所述隧道消防管道防漏防冻安全监测预警系统,由传感器、分站、主站和管理工作站的硬件系统结构组成；传感器与分站连,采用一线协议技术结构；分站与主站连接采用总线技术结构,主站利用高速公路通信系统,采用MO
7、DBUS协议上传到隧道管理站管理工作站的技术方案，在所检文献以及时限范围内，除本项目外，国内外未见其他文献报道。本项目所述通过将自主研发的温度、湿度、漏水综合检测传感器植入到消防管道保温层内的接口处、支管处、阀门处,并将每个传感器唯一的ID号与隧道桩号位置对应,进行湿度、温度漏水检测的技术特征,通过自主研发的“隧道消防管道防漏防冻监测预警软件”,实现对隧道消防管道渗水点和低温点准确位置的预警提示管理功能,实现对隧道消防管道漏水点和冰冻点准确位置的报警提醒管理功能,在所检文献以及时限范围内,除本项目外,国内外未见其他文献报道。自主研发的温度、湿度、漏水综合检测传感器,采用了梳状触头漏水检测技术特
8、征方案，提高漏水检测的灵敏度和可靠性；传感器将温湿度和漏水检测进行综合集成的硬件构成,完成对消防管道的防漏防冻预警和报警管理功能,在所检文献以及时限范围内,除本项目外,国内外未见其他文献报道。3. 地方标准本项目中隧道消防管道防漏防冻远程安全预警主站设备、隧道消防管道防漏防冻远程安全预警分站设备及隧道消防管道防漏防冻远程安全预警系统等成果均为企业标准，对以上成果，并利用本企业标准，按相关规范和标准，经具有国家检测资质的机构进行了检测，取得了产品检测合格的检测报告。一、 推广应用情况本系统实现了对隧道管道防漏防冻的智能远程检测预警管理，节省维护费用，提高维护效率的同时有效降低安全隐患和安全风险，
9、以较低的投入取得更高的效率和效益，具有良好的推广前景和极其广泛的应用前景，具有良好的行业技术进步促进作用，对隧道低碳环保运营、智慧交通的实现，具有较大的促进作用，对相关产业也具有积极的促进和引领作用。隧道消防管道防漏防冻安全预警设备自2016年开始在多条隧道进行点状实验，并在过程中结合实际情况不断优化，到2018年底已达到理想的安装施工效率与预警监测效果。点状实验期间，发现一般温湿度检测传感器无法在隧道这种低温、高湿环境下正常工作，时常触发系统报警，因此我们研发了拥有自主知识产权的温湿度一体化漏水综合检测传感器。2017年首次在榆和高速公路云山隧道上全系统测试，即实现了对隧道内消防管道所处的内
10、外部温湿度环境进行远程监控，及时准确的定位故障点，指导检修安装施工，极大地缩短了工期，安全预警也初显成效。但在系统安装过程中，发现检测点选取困难，现场接线作业量大，调试困难，安装施工周期长，破坏保温层，传感器布设效率较低的问题。通过分析总结，利用分组预连接预调试方式，并研发了拥有自主知识产权的消防管道保温层内接口无损检测定位装置和传感器快速植入装置，将大量的隧道现场接线调试作业转变为车间标准化作业，提高了现场安装施工的质量效率，接线的一次合格率得到大大提升，消除了现场安装施工的安全隐患，极大的缩短了工期，简化了安装施工程序，保证了系统的可靠性和稳定性。之后本系统及安装方法应用于长平高速虹梯关隧
11、道、长临高速良马1号隧道、黄花岭隧道、盘秀山隧道等项目均取得了更为理想的效果，并于2019年被列入山西省隧道提质升级专项行动“四新应用”项目，取得了理想的管理效果。技术逐步完善成熟。二、 主要知识产权证明目录知识产权证明目录授权项目名称知识产权类别国（区）别申 请 号授 权 号隧道口消防管道防冻远程监控预警装置实用新型专利中国ZL201721793043.5证书号第7981873号隧道消防管道防漏防冻监测主站实用新型专利中国ZL201721793041.6证书号第7855129号隧道消防管道防漏防冻监测控制分站实用新型专利中国ZL201721793024.2证书号第7632009号隧道消防管道
12、漏水检测传感器实用新型专利中国ZL201822174478.2证书号第9419258号隧道消防管道温湿度及漏水检测传感器分装模具实用新型专利中国ZL201822174532.3证书号第9419952号隧道消防管道温湿度及漏水智能检测传感器实用新型专利中国ZL201822175735.4证书号第9420687号消防管道防漏远程监测预警装置实用新型专利中国ZL201721793025.7证书号第7849258号消防管道远程防漏防冻监测预警装置实用新型专利中国ZL201721793044.X证书号第7841197号一种保温层内管道接口无损检测装置实用新型专利中国ZL201820197492.1证书号
13、第7747730号一种消防管道传感器植入工具实用新型专利中国ZL201820192574.7证书号第8199908号手杖隧道消防管道渗漏温度便携检测装置实用新型专利中国ZL201820422966.8证书号第8019012号隧道消防管道温湿度及漏水检测传感器分装模具外观设计专利中国ZL201830750990.X证书号第5174647号隧道消防管道温湿度及漏水智能检测传感器外观设计专利中国ZL201830751001.9证书号第5204385号隧道消防管道防漏防冻远程安全预警系统检测分站软件V1.1计算机软件著作权中国2018SR638334软著登字第2967429号隧道消防管道防漏防冻远程安
14、全预警检测系统软件V1.1计算机软件著作权中国2018SR639227软著登字第2968322号隧道消防管道防漏防冻远程安全预警系统检测主站软件V1.1计算机软件著作权中国2018SR700134软著登字第3029229号隧道消防管道防漏防冻远程安全预警检测系统软件V1.2计算机软件著作权中国2019SR0167809软著登字第3588566号隧道消防管道防漏防冻远程安全预警系统检测主站软件V1.2计算机软件著作权中国2019SR0167704软著登字第3588461号隧道消防管道防漏防冻远程安全预警系统检测分站软件V1.2计算机软件著作权中国2019SR0167796软著登字第3588553
15、号消防管道渗漏水及温湿度智能检测传感软件V1.5计算机软件著作权中国2019SR0333462软著登字第3754219号隧道安全远程监测预警管理系统V1.0计算机软件著作权中国2019SR0494567软著登字第3915324号三、 主要完成人情况排名姓名工作单位完成单位行政职务技术职称主要贡献1张跃峰山西交通建设监理咨询集团有限公司山西交通建设监理咨询集团有限公司董事长教授级高工项目总体负责。制定项目总方案、研究大纲及进度计划；组织课题调研工作；完善研究方案；进行项目内容的研究。深入研究了为解决目前隧道消防管道存在的问题，实现安全管理目标，降本增效。2郝志强山西交通控股集团有限公司山西交通建设监理咨询集团有限公司副主任成绩优异的高级工程师作为课题组主要研究人员，全程参与了项目的立项、组织、实施和报告编制等过程。对项目策划、技术路线的确定、研究内容的实施、主要技术创新点及研究报告的编写做出了突出贡献。3梁勇旗山西交通控股集团有限公司晋城高速公路分公司山西交通建设监理咨询集团有限公司副总经理正高级工程师作为课题组主要研究人
